Создатели искусственного гения. О бунтарях, которые наделили интеллектом Google, Facebook и весь мир - Кейд Метц

Вернувшись той же осенью в Университет Торонто после летней стажировки в Google, Хинтон – и двое студентов, которые помогали ему, – показали, что компания Google выбрала неверный путь. Они построили систему, которая анализировала размеченные изображения и училась распознавать объекты с точностью, намного превосходившей любую из существовавших на тот момент технологий, и тем самым показали, что машины гораздо более эффективны, когда их направляют люди. Нейронные сети обучались гораздо быстрее, если кто-то показывал им, где именно на фотографии находятся кошки.

* * *

Весной 2012 года Джефф Хинтон позвонил Джитендре Малику, профессору Калифорнийского университета в Беркли, который публично критиковал Эндрю Ына за его заявления о том, что глубокое обучение является будущим компьютерного зрения. Несмотря на успех глубокого обучения с распознаванием речи, Малик и его коллеги скептически относились к его возможностям в деле распознавания изображений. И когда Хинтон позвонил ему, большой удачей было то, что он вообще снял трубку, потому что звонили ему преимущественно телемаркетеры. Состоявшийся разговор имел почти судьбоносное значение. «Я слышал, вы негативно относитесь к глубокому обучению», – сказал Джефф Хинтон. Малик ответил: да, это правда. Когда Хинтон спросил о причинах этого, Малик ответил, что нет никаких научных доказательств, которые бы подтверждали, что глубокое обучение способно превзойти любую другую технологию компьютерного зрения. Хинтон указал на недавние испытания, свидетельствовавшие о высокой эффективности глубокого обучения при идентификации объектов. Малик сказал, что в этих испытаниях использовались устаревшие наборы исходных данных и что это никому не интересно. «Это не убедит никого из тех, кто не разделяет ваши идеологические пристрастия», – сказал он. Хинтон спросил, что же его убедит.

Малик сказал, что глубокое обучение должно уметь работать с европейским набором данных под названием PASCAL. «PASCAL слишком мал, – возразил Хинтон. – Чтобы метод эффективно работал, нам нужен большой объем обучающих данных. Как насчет ImageNet?» Малик согласился. В рамках проекта ImageNet в Стэнфорде, примерно в сорока милях к югу от Беркли проводился ежегодный конкурс135. В Стэнфордской лаборатории была собрана обширная база136 тщательно аннотированных фотографий различных объектов, от собак до цветов и автомобилей, и каждый год исследователи со всего мира соревновались в создании системы, которая могла бы распознать наибольшее количество изображений. Победа в конкурсе ImageNet, решил Хинтон, завершит спор. Он не стал говорить Малику, что его лаборатория на тот момент уже создавала нейронную сеть для конкурса; более того, благодаря двум его ученикам – Илье Суцкеверу и Алексу Крижевскому – эта работа уже близилась к завершению.

Суцкевер и Крижевский олицетворяли собой международный характер исследований ИИ. Оба родились в Советском Союзе, потом переехали в Израиль, а оттуда в Торонто. Но по темпераменту они были очень разными. Суцкевер был честолюбив, нетерпелив и напорист. Крижевский был немногословен и замкнут. Он не был мечтателем и идеалистом, он был необычайно талантливым инженером-программистом и умел строить нейронные сети. Опираясь на опыт, интуицию и толику удачи, такие исследователи, как Крижевский, строили эти системы методом проб и ошибок, работая над тем, чтобы многочасовые или даже многодневные компьютерные вычисления, которые они никогда не смогли бы выполнить самостоятельно, принесли какой-то результат. Они назначали десяткам цифровых «нейронов» определенные математические операции, вводили в эту искусственную нейронную сеть тысячи фотографий собак и надеялись, что после многих часов вычислений она научится распознавать собаку. Когда это не срабатывало, они корректировали математические операции и пробовали снова и снова, пока не сработает. Крижевский был мастером того, что некоторые называли «темным искусством». Но еще важнее, по крайней мере на тот момент, было то, что он умел из машины, оборудованной графическими процессорами (которые все еще оставались не вполне обычной категорией компьютерного оборудования), выжать максимум производительности – все до последней капли. «Он очень хороший разработчик нейронных сетей, – говорит Хинтон. – Но он еще и потрясающий программист».

Суцкевер был другой породы. Он постучался в дверь кабинета Хинтона за девять лет до этого – когда еще был студентом Университета Торонто и подрабатывал приготовлением картофеля фри в местном ресторане быстрого питания, – и со своим резким восточноевропейским акцентом с порога попросился в руководимую Хинтоном лабораторию глубокого обучения.

– Давайте сначала договоримся о встрече, и тогда поговорим об этом, – попросил Хинтон.

– Хорошо, – сказал Суцкевер. – А может, прямо сейчас?

Делать нечего, Хинтон пригласил его войти. Суцкевер был студентом-математиком и сразу показался человеком сообразительным. Хинтон дал ему копию статьи об алгоритме обратного распространения ошибки – статьи, которая двадцатью пятью годами ранее наконец раскрыла потенциал глубоких нейронных сетей, – и сказал прийти, когда прочитает ее. Суцкевер вернулся через несколько дней.

– Я не понимаю, – сказал он.

– Но это же элементарный матанализ, – произнес удивленный и разочарованный Хинтон.

– Нет-нет, я не понимаю, почему не взять производные и не применить методы оптимизации.

«Мне потребовалось пять лет, чтобы додуматься до этого», – подумал про себя Хинтон и протянул двадцатиоднолетнему студенту вторую статью.

Суцкевер вернулся через неделю.

– Я не понимаю, – снова сказал он.

– А теперь что не так?

– Вы обучаете нейронную сеть решать определенную задачу, а затем, если вам нужно решить другую задачу, вы начинаете все сначала с другой нейронной сетью и обучаете ее работать с другой задачей. Должна быть одна нейронная сеть, которая обучается на решении всех этих задач одновременно.

Увидев, как быстро Суцкевер приходит к идеям, поиск которых даже у опытных исследователей занимал годы, Хинтон пригласил двадцатиоднолетнего студента влиться в коллектив его лаборатории. Изначально, когда он только пришел в лабораторию, по своим знаниям он сильно отставал от остальных студентов и аспирантов – быть может, отставал на годы, казалось Хинтону, – но он наверстал отставание за несколько недель. Хинтон приходил к нему как к единственному своему ученику, у которого было больше хороших идей, чем у него самого, и Суцкевер – темноволосый, всегда коротко стриженный и вечно казавшийся хмурым, даже если хмуриться не было причин, – извергал эти идеи с почти маниакальной энергией. Когда ему в голову приходили действительно великие идеи, он отмечал эти моменты отжиманиями на руках посреди квартиры в Торонто, которую снимал на пару с Джорджем Далем. «Успех гарантирован», – говорил он в таких случаях. В 2010 году он прочитал статью, написанную сотрудниками швейцарской лаборатории Юргена Шмидхубера, и стал всех убеждать, что нейронные сети способны решить проблему компьютерного зрения – нужно лишь, чтобы кто-то выполнил необходимую для этого работу.

Хинтон и Суцкевер – люди идеи – теоретически понимали, каким образом нейронные сети могли бы одержать победу в конкурсе ImageNet, но для практического осуществления этого им было не обойтись без Крижевского с